Nb-Ti低碳微合金鋼的組織及析出控制研究.pdf

1、在低碳微合金高強(qiáng)鋼中，微合金碳化物在鐵素體或貝氏體中的析出具有顯著的強(qiáng)化作用。新一代TMCP以超快冷技術(shù)為核心，在鋼中析出物的控制上有著較為明顯的優(yōu)勢(shì)，而以往的研究多是基于常規(guī)冷卻方式，因此研究超快冷條件下的析出規(guī)律具有很大的必要性。本文計(jì)算了Nb-Ti鋼和Ti鋼中微合金元素的平衡析出規(guī)律，考察了連續(xù)冷卻相變規(guī)律，并研究了超快冷及超快冷后的冷卻工藝對(duì)組織性能及沉淀析出行為的影響規(guī)律，主要內(nèi)容如下：
　　(1)利用Thermo-Ca

2、lc熱力學(xué)計(jì)算軟件計(jì)算了實(shí)驗(yàn)鋼中微合金元素的平衡析出相以及析出相的化學(xué)成分隨溫度的變化。結(jié)果表明:實(shí)驗(yàn)鋼在各溫度下的析出相均具有以某一二元析出相為主、其他微合金元素復(fù)合析出相共存的特點(diǎn)。隨溫度的降低，Nb-Ti鋼先后以TiN、NbC和VC析出相為主，同時(shí)存在(Nb，V，Ti)(CN)復(fù)合析出相。
　　(2)利用熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)考察了冷卻速率、Nb元素及變形對(duì)其奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過(guò)程的相變行為的影響。結(jié)果表明:實(shí)驗(yàn)鋼具有較寬的貝氏體轉(zhuǎn)變

3、區(qū)域;Nb元素使得CCT曲線整體向右下方移動(dòng)，大大減小了先共析鐵素體和珠光體相變區(qū)，同時(shí)擴(kuò)大了針狀鐵素體/貝氏體相變區(qū)，使得含Nb鋼在較低冷速時(shí)便能得到較多的針狀鐵素體;奧氏體變形促進(jìn)鐵素體和珠光體相變，對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變具有雙重作用，即低冷速時(shí)抑制貝氏體轉(zhuǎn)變，高冷速時(shí)促進(jìn)貝氏體相變。
　　(3)利用熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)研究了超快冷條件下等溫淬火工藝中等溫溫度和等溫時(shí)間對(duì)Nb-Ti鋼相變和沉淀析出行為的影響規(guī)律。鐵素體區(qū)等溫淬火的結(jié)果表明:66

4、0℃等溫淬火得到的馬氏體分布較均勻，析出粒子數(shù)量較多，因此硬度值也較高。660℃等溫60min淬火的硬度達(dá)到HV285，換算后的抗拉強(qiáng)度為980MPa，實(shí)驗(yàn)鋼具有較高的強(qiáng)度和硬度。
　　(4)貝氏體區(qū)等溫淬火的結(jié)果表明:隨等溫時(shí)間的增加，在580℃等溫淬火得到的粒狀貝氏體中，M/A島的量減少，平均弦長(zhǎng)減小，因此硬度降低，韌性改善。580℃等溫淬火的納米析出相數(shù)量較500℃多。等溫60min淬火的硬度達(dá)到HV245，換算后的抗拉強(qiáng)度

5、為850MPa，M/A平均弦長(zhǎng)為0.29μm，具有良好的強(qiáng)韌性。
　　(5)通過(guò)模擬常規(guī)冷速下的等溫淬火工藝，對(duì)比研究了超快冷對(duì)組織和沉淀析出規(guī)律的影響。結(jié)果表明:超快冷使得500℃等溫淬火得到的板條貝氏體寬度減小了100～200nm，有利于組織的細(xì)化;使得580℃等溫淬火得到的粒狀貝氏體中M/A的量較高，平均弦長(zhǎng)也較小，有利于粒狀貝氏體組織的韌化;同時(shí)超快冷也有利于沉淀析出，使硬度和強(qiáng)度得到提高，換算后的抗拉強(qiáng)度最高提高了120